一种利用热泵和太阳能光热的储能系统技术方案

本发明专利技术属于储能发电技术领域，尤其涉及一种利用热泵和太阳能光热的储能系统，包括空气压缩储能供热支路、空气膨胀释能供冷支路；所述空气压缩储能供热支路包括供电的第一电动机、第二电动机，依次串联的第一压缩机、第二压缩机、穿设于第五换热器高温侧的进气出气管路、穿设于第六换热器高温侧的进、出气管路以及高压空气储罐；所述空气膨胀释能供冷支路包括依次串联的穿设于第一换热器低温侧的进气出气管路、穿设于第二换热器低温侧的进气出气管路、第一膨胀机，第一发电机与所述第一膨胀机相连接，第一膨胀机膨胀做工带动所述第一发电机发电，能够更为高效、稳定地对电能进行转化、储存，在用电高峰时及时释放能量，缓解用电紧张的问题。紧张的问题。紧张的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用热泵和太阳能光热的储能系统


[0001]本专利技术属于储能发电
，尤其涉及一种利用热泵和太阳能光热的储能系统。

技术介绍

[0002]如何高效使用电能成为了一项重要课题。由于不同时段发出电能和用户使用电能存在不匹配的问题，就造成用电高峰时段用电紧张、电压跟不上，而用电低谷时段电能过度盈余的情况。
[0003]利用储能手段实现电能的削峰填谷可以有效提升电能的利用率，广为人知的储能形式有蓄水储能、压缩空气储能、电化学储能和飞轮储能等。其中压缩空气储能兼具储能的长时性、对地理条件的低依赖性、环保性等优势，是极具前景的储能方式，压缩空气储利用用电低谷时段的电能带动压缩机做功，提升空气压力，将电能转化为空气的势能，并将高压空气储存进密闭空间中，需要释放电能时将高压空气放出，进入膨胀机中做功并带动发电机发电。
[0004]然而，单纯的压缩空气储能由于压缩段所产生的温升较小，热能品位较低，且还受空气温度与环境温度的温差影响，储放能量不够稳定，因此利用效果也较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种利用热泵和太阳能光热的储能系统，能够更为高效、稳定地储存和释放能量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种利用热泵和太阳能光热的储能系统，包括空气压缩储能供热支路、空气膨胀释能供冷支路；所述空气压缩储能供热支路包括依次串联的第二压缩机、第二电动机、穿设于第六换热器高温侧的进气出气管路以及高压空气储罐，所述第二电动机给所述第二压缩机供能对空气进行压缩后存储到所述高压空气储罐内；所述空气膨胀释能供冷支路包括依次串联的穿设于第一换热器低温侧的进气出气管路、穿设于第二换热器低温侧的进气出气管路、第一膨胀机和第一发电机，所述高压空气储罐的出气口与穿设于第一换热器低温侧的进气管路相连通，所述高压空气储罐内的空气进入所述第一膨胀机内膨胀做工，带动所述第一发电机发电；所述空气压缩储能供热支路和所述空气膨胀释能供冷支路工作时段相异。
[0007]优选的，所述空气压缩储能供热支路还包括依次串联的第一电动机、第一压缩机和穿设于第五换热器高温侧的进气出气管路，所述第一电动机与所述第一压缩机相连接，用于给所述第一压缩机供能；穿设于第五换热器高温侧的出气管路与所述第二压缩机的进气口相连通；利用热泵和太阳能光热的储能系统还包括光热储热支路，所述光热储热支路包括
第一缓存罐、太阳能集热器、第一储热罐、第四循环泵和穿设于第二换热器高温侧的进、出液管路，穿设于第二换热器高温侧的出液管路与所述第一缓存罐的进液端相连通，所述第一缓存罐的出液端与所述太阳能集热器的进液端相连通，所述太阳能集热器的出液端与所述第一储热罐的进液端相连通，所述第一储热罐的出液端与所述第四循环泵的进液端相连通，所述第四循环泵的出液端与穿设于第二换热器高温侧的进液管路相连通。
[0008]优选的，所述光热储热支路还包括截断阀，所述截断阀设置在所述第一缓存罐的出液端与所述太阳能集热器的进液端之间。
[0009]优选的，还包括热泵储热支路，所述热泵储热支路包括穿设于热泵冷凝器的进液出液管路、第一蓄热罐、穿设于第一换热器高温侧的进液出液管路、第二循环泵、第二缓存罐、穿设于第五换热器低温侧的进液出液管路、穿设于第六换热器低温侧的进液出液管路、第一循环泵和第三循环泵；穿设于热泵冷凝器的出液管路与所述第一蓄热罐的进液端相连通，所述第一蓄热罐的出液端与穿设于第一换热器高温侧的进液管路相连通，穿设于第一换热器高温侧的出液管路与所述第二循环泵的进液端相连通，所述第二循环泵的出液端与所述第二缓存罐的进液端相连通，所述第二缓存罐的出液端分别与穿设于第五换热器低温侧的进液管路、穿设于第六换热器低温侧的进液管路相连通，穿设于第五换热器低温侧的出液管路与所述第一循环泵的进液端相连通，穿设于第六换热器低温侧的出液管路与所述第三循环泵的进液端相连通，所述第一循环泵的出液端、所述第三循环泵的出液端均与穿设于热泵冷凝器的进液管路相连通。
[0010]优选的，所述热泵储热支路还包括第一调温阀和第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述第一蓄热罐的内部，用于测量所述第一蓄热罐内导热介质的实时温度；所述第一调温阀包括一个进液端口和两个出液端口，所述第二缓存罐的出液端与所述第一调温阀的进液端口相连通，所述第一调温阀的一个出液端口与穿设于第五换热器低温侧的进液管路相连通，所述第一调温阀的另一个出液端口与穿设于第六换热器低温侧的进液管路相连通；所述第一调温阀根据所述第一温度传感器所检测到的导热介质实时温度来控制各端口的阀门开度。
[0011]优选的，所述空气膨胀释能供冷支路还包括穿设于第三换热器低温侧的进气出气管路、穿设于第四换热器低温侧的进气出气管路、第二膨胀机和第二发电机，所述第一膨胀机的出气口与穿设于第三换热器低温侧的进气管路相连通，穿设于第三换热器低温侧的出气管路与穿设于第四换热器低温侧的进气管路相连通，穿设于第四换热器低温侧的出气管路与所述第二膨胀机的进气口相连通，所述第二发电机与所述第二膨胀机相连接，所述第二膨胀机的压缩气体膨胀做工带动所述第二发电机发电。
[0012]优选的，还包括光热储热支路，所述光热储热支路包括第一缓存罐、太阳能集热器、第一储热罐、第六循环泵、第七循环泵、穿设于第二换热器高温侧的进、出液管路以及穿设于第四换热器高温侧的进、出液管路，穿设于第二换热器高温侧的出液管路以及穿设于第四换热器高温侧的出液管路均与所述第一缓存罐的进液端相连通，所述第一缓存罐的出液端与所述太阳能集热器的进液端相连通，所述太阳能集热器的出液端与所述第一储热罐的进液端相连通，所述第一储热罐的出液端分别与所述第七循环泵的进液端、所述第六循环泵的进液端相连通，所述第七循环泵的出液端与穿设于第二换热器高温侧的进液管路相连通，所述第六循环泵的出液端与穿设于第四换热器高温侧的进液管路相连通。
[0013]优选的，所述光热储热支路还包括截断阀和第二调温阀，所述截断阀设置在所述第一缓存罐的出液端与所述太阳能集热器的进液端之间；所述第二调温阀设置在所述第一储热罐的出液端、所述第七循环泵进液端以及所述第六循环泵的进液端之间，所述第二调温阀包括一个进液端口和两个出液端口，所述第一储热罐的出液端与所述第二调温阀的进液端口相连通，所述第二调温阀的一个出液端口与所述第七循环泵的进液端相连通，所述第二调温阀的另一个出液端口与所述第六循环泵的进液端相连通，所述第二调温阀根据所述第二膨胀机出口处的气体温度来控制各端口的阀门开度。
[0014]优选的，还包括热泵储热支路，所述热泵储热支路包括穿设于热泵冷凝器的进液出液管路、第一蓄热罐、穿设于第一换热器高温侧的进液出液管路、第二循环泵、第二缓存罐、穿设于第五换热器低温侧的进液出液管路、穿设于第六换热器低温侧的进液出液管路、穿设于第三换热器高温侧的进液出液管路、第一循环泵、第三循环泵和第五循环泵，穿设于热泵冷凝器的出液管路与所述第一蓄热罐的进液端相连通，所述第一蓄热罐的出液端与穿设于第一换热器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用热泵和太阳能光热的储能系统，其特征在于：包括空气压缩储能供热支路、空气膨胀释能供冷支路；所述空气压缩储能供热支路包括依次串联的第二压缩机（16）、第二电动机（19）、穿设于第六换热器（17）高温侧的进气出气管路以及高压空气储罐（18），所述第二电动机（19）给所述第二压缩机（16）供能对空气进行压缩后存储到所述高压空气储罐（18）内；所述空气膨胀释能供冷支路包括依次串联的穿设于第一换热器（3）低温侧的进气出气管路、穿设于第二换热器（4）低温侧的进气出气管路、第一膨胀机（5）和第一发电机（6），所述高压空气储罐（18）的出气口与穿设于第一换热器（3）低温侧的进气管路相连通，所述高压空气储罐（18）内的空气进入所述第一膨胀机（5）内膨胀做工，带动所述第一发电机（6）发电；所述空气压缩储能供热支路和所述空气膨胀释能供冷支路工作时段相异。2.根据权利要求1所述利用热泵和太阳能光热的储能系统，其特征在于：所述空气压缩储能供热支路还包括依次串联的第一电动机（21）、第一压缩机（20）和穿设于第五换热器（15）高温侧的进气出气管路，所述第一电动机（21）与所述第一压缩机（20）相连接，用于给所述第一压缩机（20）供能；穿设于第五换热器（15）高温侧的出气管路与所述第二压缩机（16）的进气口相连通；利用热泵和太阳能光热的储能系统还包括光热储热支路，所述光热储热支路包括第一缓存罐（11）、太阳能集热器（12）、第一储热罐（13）、第四循环泵（26）和穿设于第二换热器（4）高温侧的进、出液管路，穿设于第二换热器（4）高温侧的出液管路与所述第一缓存罐（11）的进液端相连通，所述第一缓存罐（11）的出液端与所述太阳能集热器（12）的进液端相连通，所述太阳能集热器（12）的出液端与所述第一储热罐（13）的进液端相连通，所述第一储热罐（13）的出液端与所述第四循环泵（26）的进液端相连通，所述第四循环泵（26）的出液端与穿设于第二换热器（4）高温侧的进液管路相连通。3.根据权利要求2所述利用热泵和太阳能光热的储能系统，其特征在于：所述光热储热支路还包括截断阀（27），所述截断阀（27）设置在所述第一缓存罐（11）的出液端与所述太阳能集热器（12）的进液端之间。4.根据权利要求2所述利用热泵和太阳能光热的储能系统，其特征在于：还包括热泵储热支路，所述热泵储热支路包括穿设于热泵冷凝器（1）的进液出液管路、第一蓄热罐（2）、穿设于第一换热器（3）高温侧的进液出液管路、第二循环泵（24）、第二缓存罐（14）、穿设于第五换热器（15）低温侧的进液出液管路、穿设于第六换热器（17）低温侧的进液出液管路、第一循环泵（23）和第三循环泵（25）；穿设于热泵冷凝器（1）的出液管路与所述第一蓄热罐（2）的进液端相连通，所述第一蓄热罐（2）的出液端与穿设于第一换热器（3）高温侧的进液管路相连通，穿设于第一换热器（3）高温侧的出液管路与所述第二循环泵（24）的进液端相连通，所述第二循环泵（24）的出液端与所述第二缓存罐（14）的进液端相连通，所述第二缓存罐（14）的出液端分别与穿设于第五换热器（15）低温侧的进液管路、穿设于第六换热器（17）低温侧的进液管路相连通，穿设于第五换热器（15）低温侧的出液管路与所述第一循环泵（23）的进液端相连通，穿设于第六换热器（17）低温侧的出液管路与所述第三循环泵（25）的进液端相连通，所述第一循环泵（23）的出液端、所述第三循环泵（25）的出液端均与穿设于热泵冷凝器（1）的进液管路相连通。
5.根据权利要求4所述利用热泵和太阳能光热的储能系统，其特征在于：所述热泵储热支路还包括第一调温阀（22）和第一温度传感器（T1），所述第一温度传感器（T1）设置在所述第一蓄热罐（2）的内部，用于测量所述第一蓄热罐（2）内导热介质的实时温度；所述第一调温阀（22）包括一个进液端口和两个出液端口，所述第二缓存罐（14）的出液端与所述第一调温阀（22）的进液端口相连通，所述第一调温阀（22）的一个出液端口与穿设于第五换热器（15）低温侧的进液管路相连通，所述第一调温阀（22）的另一个出液端口与穿设于第六换热器（17）低温侧的进液管路相连通；所述第一调温阀（22）根据所述第一温度传感器（T1）所检测到的导热介质实时温度来控制各端口的阀门开度。6.根据权利要求1所述利用热泵和太阳能光热的储能系统，其特征在于：所述空气膨胀释能供冷支路还包括穿设于第三换热器（7）低温侧的进气出气管路、穿设于第四换热器（8）低温侧的进气出气管路、第二膨胀机（9）和第二发电机（10），所述第一膨胀机（5）的出气口与穿设于第三换热器（7）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奉誉，舒悦，刘晓明，肖军，于跃平，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：